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ETFE膜结构的6063铝型材阳极氧化表面斑点腐蚀缺陷的活性元素的影响

时期:2023-12-21 09:31:25 点击数:11

 6063铝型材经阳极氧化后,具有具有良好的耐蚀性能和装饰性能,近年来,随着国民经济的发展及人们生活水平的提高,铝合金门窗、铝合金幕墙的使用越来越普及,然而不少的铝合金在使用一段时间以后,表面出现形态各异的腐蚀缺陷,其中斑点腐蚀较为常见,严重影响铝型材的使用性能及装饰效果。为了合理改善铝型材的表面质量,达到控制表面斑点腐蚀的目的,很有必要对斑点缺陷做深入细致的分析。本文以6063铝型材经阳极氧化后表面出现的斑点腐蚀为研究对象,分析斑点腐蚀的本质、成因及生成机理,探讨产生斑点腐蚀的关键因素。

活性元素的影响


  4.1 Zn元素的加速作用

  固溶在铝合金中的锌以“溶解-再沉积”的方式加速晶粒腐蚀,合金表面上沉积的锌或铁以及高电位脱溶物FeSiAl和游离硅等阴极性粒子能起到有效的阴极作用,加快溶解氧的还原过程,促进腐蚀不断扩展、加深。

  Zn元素碱洗时随Al的溶解而以Zn(OH)42-和Zn(OH)-3的形式溶于碱液中。又因为Zn的电位(-0.76V)较Al的电位(-1.67V)正,当碱液中Zn离子的浓度增至一定数值时,Zn就会选择性地沉积在腐蚀坑中的残留物上,所以会出现Zn元素偏高的异常现象。另一方面,由于Zn、Al二者的电位差较大,导致微电池中的腐蚀电流很大,阴极性粒子Fe、Si贫乏区(基本为纯铝)溶解较快,这种腐蚀最终表现为斑点腐蚀。

  4.2 Cl-的活化作用

  作为外部因素的Cl-对斑点腐蚀非常敏感,具有诱发、加重点蚀的作用。研究结果发现,脱脂酸中的Cl-会在钝化膜缺陷处吸附,并穿透钝化膜吸附于基体上。此处的铝元素由于被活化而迅速溶解,于是钝化膜被破坏,形成电偶电池结构,在酸性介质的作用下,局部腐蚀电流较大,此时Cl-与溶解的A13+发生如下络合反应:Al3++Cl-+H2O→AlOHCl++H+,使溶液的酸性进一步加强,腐蚀条件更加恶化。当Cl-浓度增高时,络合反应向右进行,钝化膜上的活性点会大大增加,在随后的碱洗过程中优先溶解,从而出现较为严重的斑点腐蚀。

  4.3 pH值的促进作用

  水洗水中的pH值小于2或者大于4时,很少发生斑点腐蚀。颜色发暗时的晶粒由灰色向黑色转变过程中,水洗槽中的pH值起到了一定的促进作用。

  当水洗水中pH>4时,铝型材表面形成的钝化膜比较完整、致密,H+、Cl-的吸附、活化、破坏作用大大减弱,故型材很少甚至没有腐蚀发生;当pH<2时,铝型材表面处于活性溶解状态,无钝化膜形成,所以也不会出现斑点腐蚀。


  结论:6063铝型材斑点腐蚀是因铝合金中阳极相Mg2Si的偏析、粗化引起的,而合金中杂质元素Zn及溶液中Cl-和pH值加速了斑点腐蚀的发生与发展。应适当调整合金中的镁硅元素质量比,不宜使硅元素含量过高,并合理安排时效制度以防止Mg2Si粒子的偏聚,以免影响铝型材的腐蚀性能。控制合金中微量元素Zn以及处理过程中溶液的Cl-浓度和pH值,减轻活性元素的负面影响。


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